Римша Х. В. Синтез і властивості органо-неорганічних протоно-провідних матеріалів

Дисертаційна робота присвячена розробленню нових полімерних та органо-неорганічних матеріалів із протонопровідними властивостями для використання у паливних елементах. Запропонована стратегія синтезу, при якій полімерна матриця композиту формувалася в результаті УФ-ініційованої кополімеризації акрилатних мономерів, а кремнеземна сітка гібридних матеріалів утворювалася in situ внаслідок одночасного проведення золь-гель перетворення прекурсора – тетраетоксисилану. Синтезовано поліакрилатні та полімер-кремнеземні матеріали різного складу на основі полі(акрилонітрил-ко-акриламід-ко-3-сульфопропілакрилату калію) та полі(акрилонітрил-ко-акрилова кислота-ко-3-сульфопропілакрилату калію-ко-етиленглікольдиметилакрилату). Встановлено вплив складу полімерної матриці, вмісту неорганічного компонента, природи сульфовмісного мономера на внутрішню морфологію отриманих матеріалів та їхні властивості: термічну стійкість, водопоглинання, поглинання метанолу, вільну поверхневу енергію, протонну провідність. Протонна провідність мембран на основі полі(акрилонітрил-ко-акрилова кислота-ко-3-сульфопропілакрилат калію-ко-етиленглікольдиметилакрилату) з додаванням 1-7 мас. % золь-гель системи досягає значення 1,12•10-2 См/cм. З температурної залежності протонної провідності за рівнянням Арреніуса обчислено енергію активації протонного переносу (0,12 - 0,14 еВ). За моделлю Райса-Рота оцінено транспортні параметри мембран; за рівнянням Нернста-Ейнштейна розраховано коефіцієнти дифузії протонів.